TWI494651B - 液晶顯示器 - Google Patents

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Masaya Tamaki
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Description

液晶顯示器
本發明係關於一種液晶顯示器。更特定而言，本發明係關於一種藉由控制周圍光之反射率而顯示影像之反射式液晶顯示器。
一反射式液晶顯示器包含反射周圍光之一像素電極或一反射膜，且改變一液晶材料層之狀態以便控制周圍光之反射率，藉此顯示影像。該反射式液晶顯示器可達成低電力消耗、一較薄顯示器及輕重量，且因此用作(舉例而言)一可攜式電子設備之一顯示裝置。另外，舉例而言，如JP-A-2005-148424中所揭示，已提出一所謂的面積比灰度方法之一液晶顯示器，在該面積比灰度方法中每一像素(在彩色顯示器中，每一子像素)具有一組像素電極，針對每一像素電極控制施加至該組像素電極之一電壓以便使經提供用於顯示之一區之面積變化，藉此執行灰度顯示。
舉例而言，在反射式液晶顯示器中，若一共同電極之一電位由於長時間曝露於周圍光或諸如此類而變化，則當執行極性反轉驅動時，施加至正極性側顯示器及負極性側顯示器中之液晶材料層之電壓(液晶施加電壓)出現一差，且藉此出現閃爍。因此，存在對其中關於共同電極之一電位之變化難以觀看到閃爍之一組態之一需求。為使得難以觀看到閃爍，有效地執行一設計以使得將一液晶施加電壓與反射率曲線之大約一極值設定為一操作點，且因此即使出 現某些電位變化亦不會觀看到一亮度變化。
然而，通常，若將液晶施加電壓與反射率曲線之大約一極值設定為一操作點，則必須將一液晶施加電壓設定為高且因此增加電力消耗。為防止此情形，可能藉由改變形成液晶顯示器之光學部件或諸如此類之一設計來減少一液晶施加電壓；然而，在此情形中，存在以下之一問題：當自一法向觀察方向觀察液晶顯示器時不會觀看到閃爍，但當自一偏離方向觀察液晶顯示器時觀看到閃爍。
因此，期望提供能夠達成一液晶施加電壓之一低電壓之一反射式液晶顯示器，在該反射式液晶顯示器中，在其中自一法向觀察方向觀察該液晶顯示器之一情形及其中自一偏離方向觀察該液晶顯示器之一情形兩者中皆不會觀看到閃爍。
本發明之一實施例係關於一種係一反射式液晶顯示器之液晶顯示器，其包含：一前基板；一後基板；及一液晶材料層，其安置於該前基板與該後基板之間，其中一光學設計經執行以使得在自一法向觀察方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值進一步移位至低於在自偏離於該法向觀察方向之一方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值之一電壓側，且其中經安置以使得其中散射特性係最大之一方向與該法向觀察方向對準的一各向異性散射體提供於該前基板側上。
在根據本發明之該實施例之該液晶顯示器中，一光學設 計經執行以使得在自一法向觀察方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值進一步移位至低於在自偏離於該法向觀察方向之一方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值之一電壓側，且經安置以使得其中散射特性係最大之一方向與該法向觀察方向對準的一各向異性散射體提供於該前基板側上。藉此，可能達成一液晶施加電壓之一低電壓且藉此減少電力消耗。另外，由於沿偏離於該法向觀察方向之一方向之光之強度相對弱化，因此即使自偏離於該法向觀察方向之一方向觀察該液晶顯示器亦不會觀看到閃爍。
下文中，將基於實施例闡述本發明。本發明不限於實施例，且實施例中之各種數值或材料皆係實例。在以下說明中，將相同元件符號賦予相同構成元件或具有同一功能之構成元件，且將省略重複說明。另外，將按以下次序進行說明。
1.根據本發明之實施例之總體液晶顯示器之說明
2.根據參考實例之液晶顯示器之說明
3.第一實施例(及其他)
[根據本發明之實施例之總體液晶顯示器之說明]
如上文所闡述，在根據本發明之實施例之液晶顯示器中，一光學設計經執行以使得在自一法向觀察方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值進一步移位至低於在自偏離於該法向觀察方向之一方向觀察之一 狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值之一電壓側。可藉由適當地設定(舉例而言)液晶顯示器中所使用之諸如一相位差板之一光學部件之規格或界定形成液晶材料層之液晶分子之一對準狀態之一對準層之一表面處理之規格來實現此光學設計。
在根據本發明之實施例之液晶顯示器中，各向異性散射體之一平面中方向區可形成為其中混合低折射率區與高折射率區之一區。各向異性散射體可經組態以被安置使得自外部入射之周圍光在透射穿過各向異性散射體時被散射，但較佳地經組態以被安置使得於後基板側上反射之周圍光入射於各向異性散射體上且在發射至外部時被散射。由於光之反射率在後一組態中較高，因此自偏離於法向觀察方向之一方向觀察到之一影像相對變暗，且因此當自偏離方向執行觀察時不會觀看到閃爍。
在根據本發明之實施例之包含上文所闡述較佳組態之液晶顯示器中，可藉由層壓複數個散射部件來形成各向異性散射體。
另一選擇係，在根據本發明之實施例之包含上文所闡述較佳組態之液晶顯示器中，該液晶顯示器可使用一面積比灰度方法來執行灰度顯示。舉例而言，每一像素(在彩色顯示器中，每一子像素)可包含面積增加約兩倍之一組像素電極，且可針對每一像素電極控制施加至該組像素電極之一電壓以便使經提供用於顯示之一區之面積變化。
可使用包含一光反應化合物之一組合物或諸如此類來形 成各向異性散射體。舉例而言，用來自一預定方向之光(諸如，紫外線)輻照包含表達在光聚合之前及之後的某種程度之反射率變化之一組合物之一基底材料，藉此獲得一各向異性散射體。作為形成該組合物之一材料，可自諸如具有用於自由基聚合或陽離子聚合之官能團之一聚合物之一眾所周知材料適當地選擇及使用在經歷光反應之一部分及未經歷光反應之一部分中產生某種程度之反射率變化之一材料。
另一選擇係，舉例而言，用來自一預定方向之光(諸如，紫外線)輻照包含其中混合一光反應化合物與非光反應聚合物之一組合物之一基底材料，藉此獲得一各向異性散射體。可自諸如(舉例而言)一丙烯酸樹脂或一苯乙烯樹脂等眾所周知材料適當地選擇及使用該非光反應聚合物。
可藉由使用一眾所周知塗佈方法在由(舉例而言)一聚合物材料製成之一膜形狀基底上塗佈該組合物來獲得包含該組合物之該基底材料。
包含上文所闡述組合物之各向異性散射體之一平面中方向區可形成為其中混合低折射率區與高折射率區之一區。通常，各向異性散射體經形成以使得低折射率區與高折射率區之間的邊界相對於各向異性散射體之厚度方向形成一預定角度。取決於情形，此角度可沿平面中方向連續地變化。
低折射率區與高折射率區之間的一折射率差通常較佳地係0.01或0.01以上，更佳地0.05或0.05以上且最佳地0.10或 0.10以上。
儘管取決於形成各向異性散射體之一材料或其一製造方法，但舉例而言，經歷光反應之部分及未經歷光反應之部分可分別形成百葉窗形狀區，如稍後所闡述之圖9C中所展示，或可形成一柱狀區及環繞該柱狀區之一周邊區，如稍後所闡述之圖9D中所展示。
根據本發明之實施例之液晶顯示器可執行單色顯示及彩色顯示。作為一反射電極，像素電極本身可反射光，或一反射膜可透過一透明像素電極與該反射膜之一組合反射光。液晶顯示器之一操作模式不受特別限定，只要作為反射類型之一顯示操作中不存在障礙即可。舉例而言，可在一所謂的VA模式或ECB模式中驅動液晶顯示器。
舉例而言，在一像素中具有一反射顯示區及一透射顯示區兩者之一半透射式液晶顯示器係眾所周知的。取決於情形，液晶顯示器可係一半透射式液晶顯示器。換言之，「反射類型」亦包含「半透射式類型」。
液晶顯示器之一形狀不受特別限定且可係一橫向長矩形形狀或一縱向長矩形形狀。當由(M,N)指示液晶顯示器之像素之數目M×N時，舉例而言，在橫向長矩形形狀之一情形中，諸如(640,480)、(800,600)及(1024,768)等數個影像顯示解析度舉例說明為(M,N)之一值，且在縱向長矩形形狀之一情形中，舉例說明藉由交換該等值獲得之解析度，但其數目不限於此等值。
驅動液晶顯示器之一驅動電路可包含各種電路。可使用 眾所周知的電路元件形成該等電路。
在實質上確立之一情形中以及在嚴格確立之一情形中滿足本說明書中所展示之多種條件。允許在設計或製造中出現之各種變化存在。
[根據參考實例之液晶顯示器之說明]
首先，為較佳地理解本發明，將闡述根據一參考實例之一液晶顯示器。
圖1A係根據參考實例之一液晶顯示器之一示意性透視圖。圖1B係根據參考實例之液晶顯示器之一示意性剖面圖。
根據參考實例之液晶顯示器901係具有其中配置有像素12之一顯示區11之一反射式液晶顯示器。由驅動電路及諸如此類(未展示)驅動液晶顯示器901。諸如(舉例而言)日光或照明光之周圍光入射於顯示區11上。為便於說明，顯示區11經設定以平行於X-Y平面，且將其中觀察到一影像之一方向設定為+Z方向。將假定周圍光自90度方位角之一方向以一預定極角(舉例而言，30度)入射來做出說明，但此僅係一實例。
液晶顯示器901具有一矩形形狀，且由元件符號13A、13B、13C及13D指示其側。側13C係一前側，且側13A係與側13C相對之一側。舉例而言，側13A及側13C係約12[cm]，且側13B及側13D係約16[cm]，但其長度不限於此等值。
如圖1B中所展示，液晶顯示器901包含：一前基板18； 一後基板14；及一液晶材料層17，其安置於前基板18與後基板14之間。元件符號17A示意性地指示形成液晶材料層17之液晶分子。使用間隔件及諸如此類(未展示)來以一預定厚度提供液晶材料層17。圖1B中所展示之元件符號10指示包含液晶顯示器901中之前基板18、後基板14及安置於前基板18與後基板14之間的液晶材料層17之一部分。類似地，元件符號20指示包含液晶顯示器901中之一1/4波形板21、一1/2波形板22及一偏光板23之一部分。舉例而言，在一ECB模式中驅動液晶顯示器901。
舉例而言，在由一玻璃材料製成之後基板14上形成由諸如一丙烯酸樹脂之一聚合物材料製成之一平面化膜15，且在其上形成由諸如鋁之一金屬材料製成之像素電極(反射電極)16。
以一鏡面形式形成像素電極16之一表面。舉例而言，諸如一TFT之一元件連接至像素電極16以便控制用於供應一影像信號之信號線與像素電極16之間的電連接。另外，在圖1B中，未展示：TFT；各種導線，諸如用於控制TFT之傳導狀態之信號線或掃描線；一共同電極或若干色彩濾光器，其提供於前基板18上；一對準層，其用於界定液晶材料層17之一初始對準狀態；及諸如此類。
自外部入射之周圍光藉由偏光板23沿一預定方向線性偏光、在1/2波形板22中使其偏光平面旋轉90度且然後藉由1/4波形板21圓形偏光。已經圓形偏光之周圍光透射穿過液晶材料層17且由像素電極16反射。經反射周圍光透射穿 過液晶材料層17、進一步透射穿過1/4波形板21及1/2波形板22、到達偏光板23且朝向外部發射。可能藉由控制施加至像素電極16或諸如此類之一電壓以便控制液晶材料層17中之液晶分子17A之一對準狀態來控制其中由像素電極16反射之周圍光透射穿過偏光板23之一量。
圖2A係圖解說明像素之一結構之一示意性平面圖。圖2B係圖解說明控制施加至像素電極之一電壓之一方法之一示意圖。
如圖2A中所展示，像素12包含一組一紅色顯示子像素12R、一綠色顯示子像素12G及一藍色顯示子像素12B。液晶顯示器901使用一面積比灰度方法來執行灰度顯示。出於此原因，每一子像素之像素電極16包含面積增加約兩倍之一組電極。圖2A展示包含一組五個電極16A、16B、16C、16D及16E之情形之一實例。舉例而言，取決於一經數位化影像信號之對應位元之值而控制施加至電極16A、16B、16C、16D及16E之電壓。
參考圖2B，將對其中基於(舉例而言)5個位元之一影像信號來執行控制之一情形之一組態做出一說明。基於影像信號之MSB來控制面積最大之電極16E，且當面積減小時，基於較低位元來控制該等電極。基於影像信號之LSB來控制面積最小之電極16A。特定而言，根據來自一驅動電路100之影像信號之一對應位元之一值，將(舉例而言)以下各項中之一者施加至每一電極：一電壓Vcom ，其具有與施加至共同電極之一電壓相同之值；一電壓Vcom +Vd ，其 具有一正極性；及一電壓Vcom -Vd ，其具有一負極性。藉此，(舉例而言)針對每一圖框執行極性反轉驅動。
控制施加至電極16A、16B、16C、16D及16E中之每一者之一電壓，且藉此可能控制經提供用於顯示之一區之面積。另外，在以下說明中，在其中不必將電極16A、16B、16C、16D及16E彼此區分開之一情形中，該等電極簡稱為一像素電極16。另外，將假定在一通常白色模式中驅動液晶顯示器901來做出說明，但此僅係一實例。
接下來，參考圖3A及圖3B，將闡述一液晶施加電壓與反射率曲線與閃爍之間的一關係。
圖3A係圖解說明根據反轉驅動之共同電極與像素電極之間的一電位差之一示意性波形圖。圖3B係圖解說明施加至液晶材料層之一電壓(液晶施加電壓)與反射率之間的一關係及一液晶施加電壓之一變化與反射率之一變化之間的一關係之示意性曲線圖。
舉例而言，若共同電極之一電位由於液晶顯示器901長時間曝露於周圍光或諸如此類而自Vcom 變化至V'com ，則當執行黑色顯示時出現閃爍。換言之，如圖3A中所展示，正極性驅動中之一液晶施加電壓V1 與負極性驅動中之一液晶施加電壓V2 具有不同值，且因此出現該等液晶施加電壓之間的一差△V。
圖3B之上部分之曲線圖係一液晶施加電壓與反射率曲線之一示意性曲線圖。可藉由將一電壓Vd 設定為接近於液晶施加電壓與反射率曲線之一極值之一值來減少由於該等液 晶施加電壓之間的差△V所致之反射率之一變化。
圖3B之下部分之曲線圖展示在其中將電壓Vd 設定為接近液晶施加電壓與反射率曲線之一極值之一電壓Vd_1 及設定為遠離該極值之一值Vd_2 之情形中之由差△V導致之反射率變化。如自曲線圖明瞭，在其中將電壓Vd 設定為一值Vd_1 之一情形中之一反射率變化△RE1 小於在其中將電壓Vd 設定為一值Vd_2 之一情形中之一反射率變化△RE2 。如此，即使出現同一差△V，亦可能藉由將電壓Vd 設定為接近液晶施加電壓與反射率曲線之極值之一值而減少由於反轉驅動所致之閃爍之出現。特定而言，在關於MIP(像素記憶體)之一種一般面積比灰度方法中，不必將用於中間灰度顯示之一電壓施加至液晶材料層17，且因此進一步難以觀看到閃爍。另外，根據本發明之實施例之液晶顯示器不限於面積比灰度方法之一液晶顯示器。
接下來，將闡述根據參考實例之液晶顯示器之一光學設計。首先，將參考圖4及圖5闡述一般光學設計之一實例，且然後，將參考圖6及圖7闡述用於將液晶施加電壓與反射率曲線之一極值移位至一低電壓側之光學設計之一實例。
圖4係圖解說明當旋轉其中將一特定設計條件施加至一光學部件或諸如此類之液晶顯示器時液晶施加電壓與反射率之間的關係如何變化之一示意性曲線圖。圖5係圖解說明該液晶顯示器之一光學設計之一示意圖。
將闡述該光學設計之細節。如圖5中所展示，相對於X軸，偏光板23之一偏光軸經設定以形成35度之一角度， 1/2波形板22之一偏光軸經設定以形成50度之一角度，且1/4波形板21之一偏光軸經設定以形成-70度之一角度。後基板14側上之對準層(未展示)中之一摩擦方向相對於X軸形成-128.5度之一角度。另外，前基板18側上之對準層(未展示)中之一摩擦方向經設定以使得當由一觀察者觀看時液晶分子17A沿順時針方向扭轉63度。圖4係關於針對其執行上文所闡述光學設計之液晶顯示器901之一曲線圖。
圖4展示當液晶顯示器901相對於Z軸旋轉(如圖1A及圖1B中所展示)時之一液晶施加電壓與反射率曲線。特定而言，圖4展示當液晶顯示器901旋轉0度時之一液晶施加電壓與反射率曲線、當液晶顯示器901旋轉15度時之一液晶施加電壓與反射率曲線、當液晶顯示器901旋轉30度時之一液晶施加電壓與反射率曲線及當液晶顯示器901旋轉50度時之一液晶施加電壓與反射率曲線。
如自曲線圖明瞭，在光學設計中，即使旋轉液晶顯示器901，其中液晶施加電壓與反射率曲線變為一極值之一值亦變化不大。另外，除非將液晶施加電壓設定為一相對高值(在該圖中所展示之實例中，約4.3 V)，否則液晶施加電壓不變為接近液晶施加電壓與反射率曲線之極值之一值。因此，在圖4中所展示之設計條件下，若意欲將電壓Vd 設定為接近液晶施加電壓與反射率曲線之極值之一值，則增加電力消耗。另外，舉例而言，若將液晶施加電壓設定為一相對低值(在該圖中所展示之實例中，約3.3 V)，則增加由因極性反轉驅動所致的液晶施加電壓之間的差△V導致 之一反射率變化。此外，圖4中所展示之差△V係示意性地展示且僅係一實例。對於稍後所闡述之圖6亦同樣如此。
圖6係圖解說明當旋轉其中將不同於圖4之彼設計條件之一特定設計條件施加至光學部件或諸如此類之液晶顯示器時液晶施加電壓與反射率之間的關係如何變化之一示意性曲線圖。圖7係圖解說明該液晶顯示器之一光學設計之一示意圖。
將闡述該光學設計之細節。如圖7中所展示，相對於X軸，偏光板23之一偏光軸經設定以形成26度一角度，1/2波形板22之一偏光軸經設定以形成40度之一角度且1/4波形板21之一偏光軸經設定以形成-84度之一角度。後基板14側上之對準層(未展示)中之一摩擦方向相對於X軸形成-158.5度之一角度。另外，前基板18側上之對準層(未展示)中之一摩擦方向經設定以使得當由一觀察者觀看時液晶分子17A沿順時針方向扭轉70度。圖6係關於針對其執行上文所闡述光學設計之液晶顯示器901之一曲線圖。
圖6亦額外地展示當液晶顯示器901相對於Z軸旋轉70度及旋轉90度時之一液晶施加電壓與反射率曲線。
如藉由比較圖4中所展示之特性而明瞭，在圖6中所展示之特性中，藉由改變液晶顯示器901之一旋轉角度而使其中液晶施加電壓與反射率曲線變為一極值之液晶施加電壓之一值變化。另外，可看見當一旋轉角度小時液晶施加電壓與反射率曲線之極值移位至一低電壓側。舉例而言，當注意在旋轉角度15度之情形下之液晶施加電壓與反射率曲 線時，即使將一液晶施加電壓設定為一相對低值(在該圖中所展示之實例中，3.3 V)，由因極性反轉驅動所致的液晶施加電壓之間的差△V導致之一反射率變化亦小。
舉例而言，若一光學設計經組態以整體地移位15度以使得在不旋轉液晶顯示器之情形下表達由圖6中所展示之在旋轉角度15度之情形下之液晶施加電壓與反射率曲線指示之特性，則可能將在自一法向觀察方向(舉例而言，極角0度之一方向)觀察之一狀態中之液晶施加電壓與反射率曲線之一極值移位至一低電壓。在以此方式組態之液晶顯示器中，可能在將電壓Vd 設定為接近液晶施加電壓與反射率曲線之一極值之一值時減少電力消耗。然而，舉例而言，在旋轉角度50度下表達圖6中所展示之旋轉角度70度下之特性。因此，存在以下之一問題：在自不同於法向觀察方向之一方向(舉例而言，自一斜向橫向方向)觀察液晶顯示器之一情形中觀看到閃爍。接下來，將闡述用於解決上文所闡述問題之根據一第一實施例之一液晶顯示器。
[第一實施例]
本發明之第一實施例係關於一種顯示裝置。
圖8係圖解說明根據第一實施例之一液晶顯示器之一示意性分解透視圖。
根據第一實施例之一液晶顯示器1基本上具有其中將一各向異性散射體添加至參考實例中所闡述之液晶顯示器901之一組態。特定而言，各向異性散射體進一步提供於液晶顯示器之前基板側上，該液晶顯示器具有其中一光學 設計經移位以使得在不旋轉液晶顯示器之情形下展示由圖6中所展示之在旋轉角度15度之情形下之液晶施加電壓與反射率曲線所指示之特性之一組態。
圖8中所展示之元件符號10A指示包含形成已針對其執行上文所闡述光學設計之液晶顯示器之前基板18、後基板14及安置於前基板18與後基板14之間的液晶材料層17之一部分。類似地，圖8中所展示之元件符號20A指示包含形成已針對其執行上文所闡述光學設計之液晶顯示器之一1/4波形板21、一1/2波形板22及一偏光板23之一部分。一各向異性散射體30安置於前基板18側上，更特定而言，安置於前基板18與1/4波形板21之間，如稍後所闡述之圖11中所展示。
如此，液晶顯示器1係一反射式液晶顯示器，其包含：前基板18；後基板14；及液晶材料層17，其安置於前基板18與後基板14之間。另外，一光學設計經執行以使得在自一法向觀察方向(舉例而言，極角0度之一方向)觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值進一步移位至比在自偏離於該法向觀察方向之一方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值低之一電壓側。
圖9A係圖解說明液晶顯示器之一結構之一示意性透視圖。圖9B係圖解說明根據第一實施例之各向異性散射體之一結構之一示意性剖面圖。圖9C及圖9D係圖解說明各向異性散射體中之一低折射率區及一高折射率區之一安置之示意性透視圖。
圖8或圖9A中所展示之各向異性散射體30具有一薄片形狀(膜形狀)，該薄片形狀具有(舉例而言)0.02[mm]至0.5[mm]之厚度。儘管參考稍後所闡述之圖12A至圖12C做出一詳細說明，但各向異性散射體30經安置以使得其中散射特性係最大之一方向與法向觀察方向對準。
如圖9B中所展示，各向異性散射體30之一平面中方向區形成為其中(舉例而言)以微米級混合低折射率區31與高折射率區32之一區。另外，可存在以微米級或更小級混合之一組態。此外，出於圖解說明之簡單性起見，在圖9A至圖9D中，未展示形成各向異性散射體30之一基底之一透明膜及諸如此類。
使用包含一光反應化合物之一組合物或諸如此類來形成各向異性散射體30。舉例而言，如圖9C中所展示，各向異性散射體30可具有其中低折射率區31及高折射率區32形成一百葉窗形狀之一組態，且如圖9D中所展示，各向異性散射體30可具有其中低折射率區31及高折射率區32形成柱狀區及環繞其之周邊區之一組態。圖9D展示其中(舉例而言)在一柱狀區形式中已經歷光反應之一組合物部分具有一高折射率之情形之一實例。
圖9C展示沿厚度方向之低折射率區31中之每一者之寬度或沿厚度方向之高折射率區32中之每一者之寬度係恆定的，但此僅係一實例。類似地，圖9D展示柱狀區之形狀係相同的，但此僅係一實例。
如圖9B至圖9D中所展示，在各向異性散射體30內部， 低折射率區31及高折射率區32係沿一傾斜方向形成以使得低折射率區31與高折射率區32之間的一邊界相對於各向異性散射體30之厚度方向(Z方向)形成一角度θ。取決於各向異性散射體30之規格而將角度θ設定為一適當較佳值。
出於說明之方便性起見，此處，如圖9C中所展示，低折射率區31及高折射率區32形成為一百葉窗形狀，且其中百葉窗形狀區延伸之一方向經設定以平行於X方向。另外，將假定高折射率區32係其中一基底材料產生光反應之一區來做出一說明，但此僅係一實例。其中一基底材料產生光反應之一區可係低折射率區31。
此處，將參考圖10闡述各向異性散射體中之入射光與經散射光之間的一關係。
如圖10中所展示，在其中(在各向異性散射體30中)光係自實質上順著其中低折射率區31與高折射率區32之間的邊界延伸之方向之一方向入射之一情形中，光被散射且被發射。另一方面，光係自實質上垂直於其中低折射率區31與高折射率區32之間的邊界延伸之方向之一方向入射，光被照原狀透射。
另外，各向異性散射體30之一散射中心軸S(以其為中心入射之光之一各向異性散射特性係實質上對稱之一軸；換言之，沿大部分經散射光之一入射方向延伸之一軸)相對於Z軸方向而斜向傾斜，但定性地，認為其一軸向方向係實質上順著低折射率區31及高折射率區32之延伸方向之一方向。此外，在此情形中，認為其中散射中心軸S投影至 X-Y平面上之方位角係沿垂直於其中在圖9C中所展示之情形中百葉窗形狀區延伸之方向的一方向，且係沿其中在圖9D中所展示之情形中當柱狀區投影至X-Y平面上時其一陰影延伸之一方向。包含散射中心軸S之一平面平行於Y-Z平面。
各向異性散射體30經安置以使得於後基板14側上反射之周圍光入射於各向異性散射體30上且在發射至外部時被散射(下文中，在某些情形中稱為「一發射散射組態」)。
將參考圖11至圖12C闡述液晶顯示器1中之光之行為。
圖11係根據第一實施例之液晶顯示器之一示意性剖面圖。圖12A至圖12C係圖解說明各向異性散射體之特性之示意圖。
各向異性散射體30展示光散射中之各向異性。因此，在其中光入射於包含各向異性散射體30之散射中心軸S之平面上之一情形中及在其中光並非入射於該平面上之一情形中，包含該各向異性散射體之液晶顯示器1在光反射特性上顯著不同。
舉例而言，在其中液晶顯示器1執行白色顯示之一狀態中，如圖12A中所展示，光1以方位角90度及極角30度入射，且在其中於極角0度之一觀察位置處觀察經發射光之強度之一情形中，展示如圖12B中之一特性。另外，圖12B展示一正規化值。相比而言，在其中改變方位角(舉例而言，0度)且使光2入射之一情形中，展示如圖12C中之一特性。
如此，使用各向異性散射體30之液晶顯示器1在光散射特性上具有角度相依性，且因此展示沿一預定方向(垂直於圖12A至圖12C中所展示之實例中之頁面之平面之平面中方向)強化光且沿偏離於該預定方向之一方向弱化光之一特性。藉此，減少當自不同於法向觀察方向之另一方向觀察液晶顯示器1時之閃爍。下文中，將參考圖13A至圖14B做出其一說明。
圖13A係圖解說明其中自一法向觀察方向觀察自其省略各向異性散射體之一液晶顯示器與自另一方向觀察該液晶顯示器之情形之間的一位置關係之一示意性透視圖。圖13B係自其省略各向異性散射體之液晶顯示器中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一示意性曲線圖。
在具有其中自液晶顯示器1省略各向異性散射體30之一組態之一液晶顯示器1'中，在自不同於一法向觀察方向(舉例而言，極角30度及方位角270度)之另一方向(舉例而言，極角30度及方位角0度之一方向)觀察之一情形中觀看到閃爍。換言之，如圖13B中所展示，當自另一方向執行觀察時由於液晶施加電壓之間的差△V所致之一反射率變化△RE2 '比當自法向觀察方向執行觀察時之一變化△RE1 '大得多。
圖14A係圖解說明其中自一法向觀察方向觀察根據第一實施例之液晶顯示器與自另一方向觀察該液晶顯示器之情形之間的一位置關係之一示意性透視圖。圖14B係根據第一實施例之液晶顯示器中之一液晶施加電壓與反射率曲線 之一示意性曲線圖。
各向異性散射體30展示沿朝向一預定觀察位置之一方向強化光且沿偏離於該預定觀察位置之一方向弱化光之一特性。根本上，越接近於散射中心軸S及越接近於包含散射中心軸S之平面(在圖12A至圖12C中所展示之實例中，平行於Y-Z平面之平面)，光強度越強。因此，當自另一方向(舉例而言，一橫向方向)執行觀察時由於液晶施加電壓之間的差△V所致之一反射率變化△RE2 小於圖14A及圖14B中所展示之△RE2 '。藉此，減少當自另一方向執行觀察時之閃爍。當自法向觀察方向執行觀察時，一液晶施加電壓與反射率曲線比圖14A及圖14B中所展示之液晶施加電壓與反射率曲線進一步向上移位。因此，可能增加自一預定觀察位置觀察到之一影像之照度。
如上文所闡述，各向異性散射體30經安置以使得於後基板14側上反射之周圍光入射於各向異性散射體30上且在發射至外部時被散射。相比而言，可存在其中自外部入射之周圍光入射於各向異性散射體30上且在引導朝向後基板14側時被散射(下文中，在某些情形中稱為一「入射散射組態」)之一組態，但一影像稍微變暗。在下文中，將參考圖15A及圖15B做出其一說明。
圖15A係具有其中改變各向異性散射體30之一安置之一組態之一液晶顯示器1」之一剖面圖，且當周圍光入射於各向異性散射體30上時，來自外部之周圍光被散射。
在液晶顯示器1中，經散射光入射於像素電極16上且朝 向前基板側反射。因此，與在圖11中所展示之液晶顯示器1中相比，光被更廣泛地散射。
圖15B係比較圖11中所展示之液晶顯示器與圖15A中所展示之液晶顯示器之間的反射率特性之一曲線圖。
如自曲線圖明瞭，具有圖11中所展示之發射散射組態之液晶顯示器1具有高於具有入射散射組態之液晶顯示器1」之反射率。因此，具有發射散射組態之液晶顯示器1具有可進一步增加一所顯示影像之照度之一優點。
另外，為增加一散射範圍或減少一彩虹色，各向異性散射體可具有藉由層壓複數個散射部件而形成之一結構。圖16展示含有具有上文所闡述組態之一各向異性散射體之一液晶顯示器之一示意性分解透視圖。
在圖16中，藉由層壓散射部件30A及30B來形成一各向異性散射體130。散射部件30A及30B基本上具有與各向異性散射體30相同之組態。舉例而言，藉由沿散射部件30A及30B之散射中心軸之方向給出某些差異，可能調整光之一擴散範圍。
如上文，儘管已詳細闡述本發明之實施例，但本發明不限於上文所闡述實施例且可基於本發明之技術範疇進行各種修改。
舉例而言，儘管在上文所闡述實施例中各向異性散射體安置於前基板18與1/4波形板21之間，但此僅係一實例。可取決於液晶顯示器之一設計或一規格適當地判定其中安置各向異性散射體之一位置。
另外，本發明可實施為以下組態。
(1)一種係一反射式液晶顯示器之液晶顯示器，其包含一前基板；一後基板；及一液晶材料層，其安置於該前基板與該後基板之間，其中一光學設計經執行以使得在自一法向觀察方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值進一步移位至低於在自偏離於該法向觀察方向之一方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一極值之一電壓側，且其中經安置以使得其中散射特性係最大之一方向與該法向觀察方向對準的一各向異性散射體提供於該前基板側上。
(2)如(1)之液晶顯示器，其中該各向異性散射體之一平面中方向區形成為其中混合低折射率區與高折射率區之一區。
(3)如(2)之液晶顯示器，其中該各向異性散射體經安置以使得於後基板側上反射之周圍光入射於該各向異性散射體上且在發射至外部時被散射。
(4)如(3)之液晶顯示器，其中於該後基板側上反射之該周圍光自該各向異性散射體上之該低折射率區與該高折射率區之間的一邊界周圍之一反射率變化之一程度相對大之一表面側入射，且自該低折射率區與該高折射率區之間的該邊界周圍之一反射率變化之一程度相對小之一表面側發射。
(5)如(1)之液晶顯示器，其中該各向異性散射體藉由層壓複數個散射部件來形成。
(6)如(1)之液晶顯示器，其中該液晶顯示器使用一面積比灰度方法來執行灰度顯示。
本發明含有與2012年3月12日在日本專利局提出申請之日本優先專利申請案JP 2012-054242中所揭示之彼標的物相關之標的物，該申請案之全部內容藉此皆以引用方式併入。
熟習此項技術者應理解，可取決於設計要求及其他因素做出各種修改、組合、子組合及變更，只要其歸屬於隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內即可。
1‧‧‧液晶顯示器/光
1'‧‧‧液晶顯示器
11‧‧‧顯示區
12‧‧‧像素
12B‧‧‧藍色顯示子像素
12G‧‧‧綠色顯示子像素
12R‧‧‧紅色顯示子像素
13A‧‧‧側
13B‧‧‧側
13C‧‧‧側
13D‧‧‧側
14‧‧‧後基板
15‧‧‧平面化膜
16‧‧‧像素電極/反射電極
16A‧‧‧電極
16B‧‧‧電極
16C‧‧‧電極
16D‧‧‧電極
16E‧‧‧電極
17‧‧‧液晶材料層
17A‧‧‧液晶分子
18‧‧‧前基板
21‧‧‧1/4波形板
22‧‧‧1/2波形板
23‧‧‧偏光板
30‧‧‧各向異性散射體
30A‧‧‧散射部件
30B‧‧‧散射部件
31‧‧‧低折射率區
32‧‧‧高折射率區
100‧‧‧驅動電路
130‧‧‧各向異性散射體
901‧‧‧液晶顯示器
V1 ‧‧‧電壓
V2 ‧‧‧電壓
V'com ‧‧‧電位
Vcom ‧‧‧電壓/電位
Vd ‧‧‧電壓
Vd_1 ‧‧‧電壓/值
Vd_2 ‧‧‧值
X‧‧‧軸/方向
Z‧‧‧軸/方向
△RE1 ‧‧‧反射率變化
△RE1 '‧‧‧變化
△RE2 ‧‧‧反射率變化
△RE2 '‧‧‧反射率變化
△V‧‧‧差
圖1A係根據一參考實例之一液晶顯示器之一示意性透視圖。
圖1B係根據參考實例之液晶顯示器之一示意性剖面圖。
圖2A係圖解說明一像素之一結構之一示意性平面圖。
圖2B係圖解說明控制施加至一像素電極之一電壓之一方法之一示意圖。
圖3A係圖解說明根據反轉驅動之一共同電極與一像素電極之間的一電位差之一示意性波形圖。
圖3B係圖解說明施加至液晶材料層之一電壓(液晶施加電壓)與反射率之間的一關係以及一液晶施加電壓之一變化與反射率之一變化之間的一關係之一示意性曲線圖。
圖4係圖解說明當旋轉其中將一特定設計條件施加至一光學部件或諸如此類之液晶顯示器時液晶施加電壓與反射率之間的關係如何變化之一示意性曲線圖。
圖5係圖解說明液晶顯示器之一光學設計之一示意圖。
圖6係圖解說明當旋轉其中將不同於圖4之彼設計條件之一特定設計條件施加至光學部件或諸如此類之液晶顯示器時液晶施加電壓與反射率之間的關係如何變化之一示意性曲線圖。
圖7係圖解說明液晶顯示器之一光學設計之一示意圖。
圖8係圖解說明根據一第一實施例之一液晶顯示器之一示意性分解透視圖。
圖9A係圖解說明液晶顯示器之一結構之一示意性透視圖。
圖9B係圖解說明根據第一實施例之一各向異性散射體之一結構之一示意性剖面圖。
圖9C及圖9D係圖解說明各向異性散射體中之一低折射率區及一高折射率區之一安置之示意性透視圖。
圖10係圖解說明各向異性散射體中之入射光與經散射光之間的一關係之一示意圖。
圖11係根據第一實施例之液晶顯示器之一示意性剖面圖。
圖12A至圖12C係圖解說明各向異性散射體之特性之示意圖及諸如此類。
圖13A係圖解說明其中自一法向觀察方向觀察自其省略各向異性散射體之一液晶顯示器與自另一方向觀察該液晶顯示器之情形之間的一位置關係之一示意性透視圖。
圖13B係自其省略各向異性散射體之液晶顯示器中之一 液晶施加電壓與反射率曲線之一示意性曲線圖。
圖14A係圖解說明其中自一法向觀察方向觀察根據第一實施例之液晶顯示器與自另一方向觀察該液晶顯示器之情形之間的一位置關係之一示意性透視圖。
圖14B係根據第一實施例之液晶顯示器中之一液晶施加電壓與反射率曲線之一示意性曲線圖。
圖15A係根據一參考實例之一液晶顯示器之一示意性剖面圖。
圖15B係比較圖11中所展示之液晶顯示器與圖15A中所展示之液晶顯示器之間的反射率特性之一曲線圖。
圖16係圖解說明根據一經修改實例之一液晶顯示器之一示意性分解透視圖。
11‧‧‧顯示區
12‧‧‧像素
13A‧‧‧側
13B‧‧‧側
13C‧‧‧側
13D‧‧‧側
901‧‧‧液晶顯示器
X‧‧‧軸/方向
Z‧‧‧軸/方向

Claims (7)

  1. 一種係一反射式液晶顯示器之液晶顯示器，其包括：一前基板；一後基板；及一液晶材料層，其配置於該前基板與該後基板之間；其中一光學設計經執行以使得液晶施加電壓與反射率之曲線(liquid crystal applied voltage-reflectance curve)之一極值依據觀察方向之狀態而變化；該光學設計經執行以使得在自一法向觀察方向觀察之一狀態中之該液晶施加電壓與反射率之曲線之該極值進一步移位至：與自偏離於該法向觀察方向之一方向觀察之一狀態中之一液晶施加電壓與反射率之曲線之一極值相比，為較低之電壓側，且其中經配置以使得其中散射特性係最大之一方向與該法向觀察方向對準的一各向異性散射體(anisotropic scatterer)係設置於該前基板之一前基板側上；該各向異性散射體包含低折射率區及高折射率區，高低折射率邊界(high-low-index boundaries)係配置於該低折射率區與高折射率區之間，且該各向異性散射體經配置以使得當光自實質上沿著該高低折射率邊界所延伸之方向的方向入射時，周圍光被散射，且使得當光自實質上垂直於該高低折射率邊界所延伸之方向的方向入射時，上述周圍光係透射。
  2. 如請求項1之液晶顯示器，其中該各向異性散射體經配 置以使得於該後基板之前表面側上反射且入射於該各向異性散射體上之周圍光在發射往該前基板側時被散射。
  3. 如請求項1之液晶顯示器，其中該各向異性散射體藉由積層(laminating)複數個散射部件來形成。
  4. 如請求項1之液晶顯示器，其中該液晶顯示器使用一面積比灰度(grayscale)方法來執行灰度顯示。
  5. 如請求項1之液晶顯示器，其中在自一法向觀察方向觀察之一狀態中之該液晶施加電壓與反射率之曲線之該極值為Vd，且一極性反轉驅動(polarity inversion driving)係藉由對該液晶材料層施加一範圍為-Vd至+Vd之一電壓來執行。
  6. 如請求項5之液晶顯示器，其中Vd係位於2.5V至3.5V之範圍。
  7. 如請求項5之液晶顯示器，其中極性反轉驅動係藉由對該液晶材料層施加-Vd、零及+Vd之一者的電壓來執行。
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